Detail předmětu

Statické a dynamické posuzování, diagnostika, sanace a zodolňování stavebních konstrukcí JE

FAST-NLA050Ak. rok: 2024/2025

Zajišťuje Fakulta stavební

Budou probrány principy navrhování nových a posuzování existujících nosných stavebních konstrukcí jaderných elektráren. V rámci hodnocení existujících konstrukcí bude věnována pozornost i diagnostice, se zaměřením na mezinárodně platné i interní metodiky ČEZ. Definování hlavních typů zásahů pro jejich zodolnění, zvýšení únosnosti a trvanlivosti pro kce betonové, zděné kovové i s ohlededem na extrémní klimatické podmínky v kombinaci s provozem, mimořádná/havarijní zatížení. Metody seizmických výpočtů konstrukcí a zařízení ETE a EDU, kombinace odezev na seizmické buzení s odezvami na neseizmická zatížení, návrhové úrovně pro pád letadla a náraz vnější tlakové vlny, ilustrativní příklady realizovaný řešení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.

Zajišťuje ústav

Ústav betonových a zděných konstrukcí (BZK)

Vstupní znalosti

matematika, mechanika, fyzika 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Přednáška zakončena zkouškou na základě úspěšného absolvování cvičení. Ve cvičení laboratorních budou kontrolovány protokoly z dílčích zkoušek a testů, ve výpočetních cvičeních řešené příklady.

seznam cvičení (Týden Zajišťuje)
1 Zkoušení betonu (tvrdoměry, jádrové vývrty) a lokalizace výztuže (radar GPR, vířivé proudy) SZK - Laboratorní cvičení
2 Stanovení dynamického (ultrazvuk, rezonance) a statického modulu pružnosti betonu (cyklické zatěžování). SZK - Laboratorní cvičení
3 Návrh diagnostiky pro různé typy konstrukcí s využitím aktuální Metodiky společnosti ČEZ a.s. pro stavební objekty jaderných elektráren THD – výpočtové cvičení
4 Laboratorní zkoušení hmot pro ochranu a opravu železobetonových staveb – správkové malty a nátěry. THD – laboratorní cvičení
5 Prohlídka stavební konstrukce s poruchami (betonová, zděná kce), hodnocení konstrukce, BZK – výpočtové cvičení
6 Klasifikace aktuálního stavu nosné konstrukce, stanovení zatížení a okrajových podmínek BZK – výpočtové cvičení
7 Koncepční návrh zesílení/sanace části konstrukce či vybraného prvku konstrukce, schéma zesílení BZK – výpočtové cvičení
8 Posuzování nosných ocelových konstrukcí na účinky statického a dynamického zatížení KDK - výpočetní cvičení
9 Ověřování nosných ocelových konstrukcí – základní pojmy, prohlídky, stanovení vlastností destruktivními i nedestruktivními metodami, vyhodnocení. KDK - výpočetní cvičení
10 Zesilování prvků a konstrukčních detailů nosných prvků ocelových konstrukcí KDK - výpočetní cvičení
11 Zpracování údajů o materiálových vlastnostech oceli a betonu. Analýza vstupních údajů pro vybrané materiálové modely betonu. Plasticita u oceli. Bilineární závislosti pro výpočty. STM – výpočtové cvičení
12 Nelineární výpočty – aplikace materiálově nelineárních modelů betonu a oceli. Jednoduché výpočty. STM – výpočtové cvičení
13 Stacionární vedení tepla. Výpočty teplotního pole na jednoduchých modelech. Diskuse nad výsledky výpočtů. STM – výpočtové cvičení













 

Učební cíle

Seznámit posluchače s principy navrhování, oprac a údržby stavebních konstrukcí jaderných elektráren. Diagnostika existujících konstrukcí. Metody oprav, sanací, zesilování a rekonstrukcí stavebních konstrukcí v jaderné energetice. Case studies.

Studijní opory

podklady pro přednášky ve formě prezentací

Základní literatura

České technické normy související s jenotlivými skupinami materiálů, například ČSN EN 206+A2, ČSN EN 1062-1, ČSN EN 998-1 ed. 3, ČSN EN 13499, ČSN EN 13500, ČSN 73 1289, ČSN 73 1350 a další. (CS)
External Events Excluding Earthquakes in the Design of Nuclear Power Plants, SAFETY GUIDE No. NS-G-1.5 (EN)
MEHTA, P. K., MONTEIRO, P. J. M. Concrete: Microstructure, Properties, and Materials. McGraw-Hill Professional, 2013. ISBN: 9780071797870 (EN)
-Požadavky na seizmické výpočty a hodnocení seizmické odolnosti stavebních konstrukcí a technologického zařízení JE Temelín, JE Dukovany a zásady jejich provedení. Zpráva č.: rep088-04.ete, revize květen 2005, STEVENSON AND ASSOCIATES, Kancelář v České republice s.r.o. člen skupiny Paul C. Rizzo Associates, Vejprnická 56, 318 00 Plzeň, 318 06 Plzeň (CS)
-Safety of Nuclear Power Plants: Design, Specific Safety Requirements, SSR-2/1 (REV.1), Vienna 2016 (EN)
Site Evaluation for Nuclear Installations, SAFETY REQUIREMENTS No. NS-R-3, Vienna: International Atomic Energy Agency, 2016 (EN)
Zákon č. 263/2016 Sb., atomový zákon (CS)
-Zatížení stavebních objektů ETE a EDU klimatickými extrémy. Metodika pro hodnocení konstrukcí stavebních objektů JE Dukovany a JE Temelín na zatížení při extrémních klimatických podmínkách. Technická zpráva revize 2, 62 stran, 11/2015, ÚJV Řež, a.s. Energoprojekt Praha (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-JAE magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

24 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.

Osnova

  • 1. Posuzování/hodnocení existujících konstrukcí, filozofie, postupy.
  • 2. Diagnostika stavebních konstrukcí typických pro JE, vč. chladicích věží typu Itterson i ventilátorových, zahrnující jak požadavky českých technických norem, tak i interních metodik ČEZ pro jaderné elektrárny, zejména aktuální Metodika ČEZ_ME_1173r00z3 „Zjišťování a hodnocení stavu betonových konstrukcí JE“. Diagnostické metody pro zkoušení betonu s důrazem na specifika konstrukcí jaderných elektráren – odrazové tvrdoměry, ultrazvuková metoda, metoda pulzního echa, metody na bázi GPR a vířivých proudů, jádrové vývrty, a další.
  • 3. Zásady a metody pro sanaci stavebních konstrukcí typických pro JE, vč. chladicích věží typu Itterson i ventilátorových, komínů atd., návaznosti na interní dokumenty ČEZ a související normy, zejména ČSN EN 1504-2, ČSN EN 1504-3 a ČSN EN 1504-10 apod.
  • 4. Svědečné vzorky – výroba vzorků, třídění, časový plán, provádění nedestruktivních a destruktivních zkoušek, kritéria hodnocení.
  • 5. Požadavky na zesilování jednotlivých typů nosných konstrukcí. Možnosti zesilování/ zodolňování jednotlivých typů betonových a zděných nosných konstrukcí.
  • 6. Příklady posouzení vybraných typů konstrukcí, metody výpočtu, výsledky (case studies).
  • 7. Posuzování nosných ocelových konstrukcí na účinky statického a dynamického zatížení.
  • 8. Ověřování nosných ocelových konstrukcí – konstrukční detaily.
  • 9. Zesilování prvků a konstrukčních detailů nosných ocelových konstrukcí.
  • 10. Hodnocení JE na zatížení extrémními klimatickými podmínkami a hodnocení seizmické odolnosti, kategorizace stavebních objektů, specifika ETE a EDU, výchozí údaje a podklady pro hodnocení seizmické odolnosti jaderné elektrárny.
  • 11. Modelování stavebních konstrukcí, globální a lokální výpočtové modely, postup při návrhu a posouzení konstrukcí s technologiemi při působení seizmického zatížení.
  • 12. Metody seizmických výpočtů konstrukcí a zařízení ETE a EDU, kombinace odezev na seizmické buzení s odezvami na neseizmická zatížení, návrhové úrovně pro pád letadla a náraz vnější tlakové vlny, ilustrativní příklady realizovaný řešení.

Cvičení

18 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.

Osnova

  • 1. Návrh diagnostiky pro různé typy konstrukcí s využitím aktuální Metodiky společnosti ČEZ a.s. pro stavební objekty jaderných elektráren.
  • 2. Prohlídka stavební konstrukce s poruchami (betonová, zděná kce), hodnocení konstrukce.
  • 3. Klasifikace aktuálního stavu nosné konstrukce, stanovení zatížení a okrajových podmínek.
  • 4. Koncepční návrh zesílení/sanace části konstrukce či vybraného prvku konstrukce, schéma zesílení.
  • 5. Posuzování nosných ocelových konstrukcí na účinky statického a dynamického zatížení.
  • 6. Ověřování nosných ocelových konstrukcí – konstrukční detaily. Zpracování údajů o materiálových vlastnostech oceli a betonu. Analýza vstupních údajů pro vybrané materiálové modely betonu. Plasticita u oceli. Bilineární závislosti pro výpočty.
  • 7. Zesilování prvků a konstrukčních detailů nosných prvků ocelových konstrukcí.
  • 8. Nelineární výpočty – aplikace materiálově nelineárních modelů betonu a oceli. Jednoduché výpočty.
  • 9. Stacionární vedení tepla. Výpočty teplotního pole na jednoduchých modelech. Diskuse nad výsledky výpočtů.

Laboratorní cvičení

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.

Osnova

  • 1. Zkoušení betonu (tvrdoměry, jádrové vývrty) a lokalizace výztuže (radar GPR, vířivé proudy).
  • 2. Stanovení dynamického (ultrazvuk, rezonance) a statického modulu pružnosti betonu (cyklické zatěžování).
  • 3. Laboratorní zkoušení hmot pro ochranu a opravu železobetonových staveb – správkové malty a nátěry.